JP5268698B2 - Bioreactor fluidized bed biological treatment equipment - Google Patents

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Description

本発明は、有機物を含有する排水を生物処理するバイオリアクター流動床式生物処理装置に関する。   The present invention relates to a bioreactor fluidized bed biological treatment apparatus for biologically treating wastewater containing organic matter.

従来から、バイオリアクター流動床式生物処理装置としては、微生物を固定化した担体を具備する所定の反応槽内で排水の生物処理を行う機能を有するものが広く提案されている(例えば、特許文献1乃至4参照。)。   Conventionally, as a bioreactor fluidized bed biological treatment apparatus, one having a function of performing biological treatment of wastewater in a predetermined reaction tank equipped with a carrier on which microorganisms are immobilized has been widely proposed (for example, Patent Documents). 1 to 4).

図8に、従来のバイオリアクター流動床式生物処理装置の要部の概略構成図を示す。
図8の要部に示されているバイオリアクター流動床式生物処理装置は、ゴミ等の異物の除去や凝集処理等の一次処理がなされた排水を生物処理するバイオリアクター槽100と、このバイオリアクター槽100との間で、所定の配管102、104を介して排水循環を行う循環槽101とを具備している。
バイオリアクター槽100は、内部に所定の担体(粉砕された活性炭粒子であって、表面及び内部の孔に所定の微生物が担持されたもの)を具備している。
担体は、バイオリアクター槽内において浮遊状態で流動している。
In FIG. 8, the schematic block diagram of the principal part of the conventional bioreactor fluidized bed type biological treatment apparatus is shown.
The bioreactor fluidized bed type biological treatment apparatus shown in the main part of FIG. 8 is a bioreactor tank 100 for biologically treating wastewater subjected to primary treatment such as removal of foreign substances such as dust and agglomeration, and the bioreactor. A circulation tank 101 that performs drainage circulation between the tank 100 and predetermined pipes 102 and 104 is provided.
The bioreactor tank 100 includes a predetermined carrier (pulverized activated carbon particles in which predetermined microorganisms are supported on the surface and inside pores) inside.
The carrier flows in a floating state in the bioreactor tank.

循環槽101には水が入っていて、ブロワー105から空気が導入されており、循環槽101内の水には、酸素が飽和状態近くまで溶解している。
この酸素溶解水は、循環槽101から配管104を介して、バイオリアクター槽100に下部から導入され、生物処理を経て配管102を介して循環槽101に戻るようになされている。
Water is contained in the circulation tank 101, and air is introduced from the blower 105. In the water in the circulation tank 101, oxygen is dissolved to near saturation.
The oxygen-dissolved water is introduced from the lower part into the bioreactor tank 100 from the circulation tank 101 via the pipe 104, and returns to the circulation tank 101 via the pipe 102 after biological treatment.

このように生物処理後の排水は、配管102から循環槽101内に入り、さらに配管104を介してバイオリアクター槽100に向かう酸素溶解水となるが、オーバーフロー分が処理水として配管103から回収される。
回収された処理水は、所定の水質基準をクリアすることを条件に、そのまま河川等に排出したり、砂濾過等の所定の処理後、例えば工業用水として使用したりする。
In this way, the waste water after biological treatment enters the circulation tank 101 from the pipe 102 and further becomes oxygen-dissolved water that goes to the bioreactor tank 100 through the pipe 104, but the overflow is recovered from the pipe 103 as treated water. The
The collected treated water is discharged to a river or the like as it is under the condition that a predetermined water quality standard is cleared, or used as industrial water after a predetermined treatment such as sand filtration.

ところで、バイオリアクター槽100における生物処理に伴い汚泥が生成され、この汚泥が担体に付着するが、汚泥を帯びた担体は比重が軽くなるため、やがてバイオリアクター槽100の上部から流出してしまうおそれがある。
バイオリアクター槽100内の担体量が減少すると生物処理能力が低下するため、定期的な汚泥除去作業が必要となる。
By the way, sludge is generated with biological treatment in the bioreactor tank 100, and this sludge adheres to the carrier. However, the carrier with sludge has a low specific gravity, and may eventually flow out from the upper part of the bioreactor tank 100. There is.
When the amount of the carrier in the bioreactor tank 100 is reduced, the biological treatment capacity is lowered, so that periodic sludge removal work is required.

バイオリアクター槽100から汚泥を除去するためには、先ずバイオリアクター槽100内における排水の循環を停止し、図8に示すようにポンプ108を用いて上部の上澄み水を抜き出す。
次に、図9に示すように、作業者110が反応槽100の上部から、所定のノズル111をバイオリアクター槽100内の担体と汚泥の堆積物112中に入れ、ノズル口から高圧の空気を流し込み、エア攪拌を行い、担体から汚泥を剥離させる。
エア攪拌後、所定時間静置することにより、比重の重い担体は沈降して下層となり、汚泥は上層となって、両者は分離する。
次に、図8に示すポンプ108により汚泥を吸引し、バイオリアクター槽100の外へと排出する。
その後、バイオリアクター槽100内に、処理対象である排水を満たし、上述した生物処理を再開する。
In order to remove sludge from the bioreactor tank 100, first, the circulation of the waste water in the bioreactor tank 100 is stopped, and the upper supernatant water is extracted using the pump 108 as shown in FIG.
Next, as shown in FIG. 9, the worker 110 puts a predetermined nozzle 111 into the carrier and sludge deposit 112 in the bioreactor tank 100 from the upper part of the reaction tank 100, and supplies high-pressure air from the nozzle port. Pour and air agitate to remove sludge from the carrier.
By allowing the carrier to stand for a predetermined time after air stirring, the carrier having a high specific gravity settles and becomes a lower layer, and the sludge becomes an upper layer and both are separated.
Next, the sludge is sucked by the pump 108 shown in FIG. 8 and discharged out of the bioreactor tank 100.
Thereafter, the bioreactor tank 100 is filled with wastewater to be treated, and the above-described biological treatment is resumed.

特許3350424号公報Japanese Patent No. 3350424 特開2000−176462号公報JP 2000-176462 A 特開2004−73986号公報JP 2004-73986 A 特開2005−7275号公報JP 2005-7275 A

しかしながら、上述した従来技術においては、汚泥と担体との分離及び汚泥の除去作業を、バイオリアクター槽100等の排水循環を停止した状態で行うことが必要であり、排水の浄化処理作業が中断される。また、汚泥と担体を分離した後に担体を沈降させる時間も必要であるため、全体としての作業効率が極めて悪いという問題がある。
さらには、担体と汚泥の攪拌作業を作業者が行わなければならないため、排水処理のトータルコスト高を招来するという問題もある。
However, in the above-described conventional technology, it is necessary to perform the separation of the sludge and the carrier and the removal of the sludge with the drainage circulation of the bioreactor tank 100 and the like stopped, and the purification treatment of the wastewater is interrupted. The Moreover, since it takes time for the carrier to settle after separating the sludge and the carrier, there is a problem that the overall work efficiency is extremely poor.
Furthermore, since the operator has to perform the stirring work of the carrier and the sludge, there is a problem that the total cost of the wastewater treatment is increased.

そこで本発明においては、排水循環を停止することなく、汚泥と担体との分離及び汚泥の排出作業、さらには担体の回収を自動で行うことを可能とし、排水処理作業の飛躍的な効率向上を実現するバイオリアクター流動床式生物処理装置を提供する。   Therefore, in the present invention, it is possible to automatically perform the separation of sludge and the carrier, the discharge of the sludge, and the recovery of the carrier without stopping the drainage circulation, thereby dramatically improving the efficiency of the wastewater treatment work. Provided is a bioreactor fluidized bed biological treatment apparatus.

請求項1の発明においては、排水を浄化処理するバイオリアクター流動床式生物処理装
置であって、微生物が担持された担体を具備するバイオリアクター槽と、前記バイオリア
クター槽と連通し、攪拌手段を具備する遠心ポンプである汚泥剥離機構と、前記汚泥剥離機構及び前記バイオリアクター槽と連通し、汚泥と担体を収容し、かつ担体の沈降分離を行う汚泥分離槽、担体をバイオリアクター槽に返送する担体返送手段及び汚泥を汚泥分離槽外に送出する汚泥送出手段を具備する汚泥排出機構と、を有し、前記汚泥排出機構においては、前記汚泥分離槽において前記担体を前記汚泥と沈降分離し、前記分離した汚泥を前記汚泥分離槽外に送出しながら、前記担体の沈積量の検出を行い、前記担体返送手段による前記バイオリアクター槽への担体返送のタイミングの制御を行う、バイオリアクター流動床式生物処理装置を提供する。
The invention of claim 1 is a bioreactor fluidized bed biological treatment apparatus for purifying waste water, comprising a bioreactor tank comprising a carrier on which microorganisms are supported, and the bioreactor tank, with stirring means A sludge stripping mechanism that is a centrifugal pump, a sludge stripping mechanism that communicates with the sludge stripping mechanism and the bioreactor tank, contains sludge and a carrier, and performs sedimentation separation of the carrier; and returns the carrier to the bioreactor tank the carrier returning means and sludge possess the sludge discharge mechanism having a sludge delivery means for delivering out of the sludge separation tank, a, in the sludge discharge mechanism, the carrier separated by sedimentation and the sludge in the sludge separation tank, While sending the separated sludge out of the sludge separation tank, the amount of deposition of the carrier is detected and transferred to the bioreactor tank by the carrier return means. Controlling the timing of the carrier return, provides a bioreactor fluidized bed biological treatment device.

請求項の発明においては、前記汚泥排出機構は、前記汚泥分離槽内の担体の界面を検知する担体検知手段を具備しており、当該担体検知手段が、音叉式センサである請求項1に記載のバイオリアクター流動床式生物処理装置を提供する。 In the invention of claim 2, the sludge discharge mechanism includes carrier detection means for detecting the interface of the carrier in the sludge separation tank, and the carrier detection means is a tuning fork type sensor. A bioreactor fluidized bed biological treatment device as described is provided.

本発明のバイオリアクター流動床式生物処理装置によれば、バイオリアクター槽の液循環や、排水処理作業を中断することなく、汚泥と担体との分離と、汚泥排出と、担体回収とを自動化して行うことができ、排水処理作業の飛躍的な効率向上が図られ、かつ担体回収率も極めて高いバイオリアクター流動床式生物処理装置を提供できる。   According to the bioreactor fluidized bed biological treatment apparatus of the present invention, the separation of sludge and the carrier, the sludge discharge, and the carrier recovery are automated without interrupting the liquid circulation of the bioreactor tank and the wastewater treatment work. It is possible to provide a bioreactor fluidized-bed biological treatment apparatus that can dramatically improve the efficiency of wastewater treatment work and has an extremely high carrier recovery rate.

本実施形態におけるバイオリアクター流動床式生物処理装置の一例の概略構成図を示す。The schematic block diagram of an example of the bioreactor fluidized bed type biological treatment apparatus in this embodiment is shown. 本実施形態におけるバイオリアクター流動床式生物処理装置の一例の要部の概略構成図を示す。The schematic block diagram of the principal part of an example of the bioreactor fluidized bed type biological treatment apparatus in this embodiment is shown. 超音波振動計(音叉式センサ)を用いて担体界面を検知する工程(界面検知前)の概略図を示す。The schematic of the process (before interface detection) which detects a support | carrier interface using an ultrasonic vibrometer (tuning fork type sensor) is shown. 超音波振動計(音叉式センサ)を用いて担体界面を検知する工程(界面検知後)の概略図を示す。The schematic of the process (after interface detection) which detects a support | carrier interface using an ultrasonic vibrometer (tuning fork type sensor) is shown. (a)汚泥剥離工程前における担体の状態を示す。(b)汚泥剥離工程後における担体の状態を示す。(A) The state of the support | carrier before a sludge peeling process is shown. (B) The state of the carrier after the sludge stripping step is shown. (a)汚泥剥離工程前における担体の状態を示す。(b)汚泥剥離工程後における担体の状態を示す。(A) The state of the support | carrier before a sludge peeling process is shown. (B) The state of the carrier after the sludge stripping step is shown. (a)汚泥剥離工程前における担体の状態を示す。(b)汚泥剥離工程後における担体の状態を示す。(A) The state of the support | carrier before a sludge peeling process is shown. (B) The state of the carrier after the sludge stripping step is shown. 従来のバイオリアクター流動床式生物処理装置の要部の概略構成図を示す。The schematic block diagram of the principal part of the conventional bioreactor fluidized bed type biological treatment apparatus is shown. 従来における汚泥除去作業工程の概略図を示す。The schematic of the conventional sludge removal work process is shown.

以下、本発明を実施するための形態(以下、本実施形態)について、図面を参照して説明する。
なお、図面中、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとし、さらに図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。
Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as the present embodiment) will be described with reference to the drawings.
In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left, and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified, and the dimensional ratio in the drawing is not limited to the illustrated ratio.

本実施形態におけるバイオリアクター流動床式生物処理装置及びこれを用いて行われる排水処理工程について説明する。
なお、本明細書において、用語「バイオリアクター流動床式生物処理装置」とは、バイオリアクター槽内において、排水中に含有する有機物等を担体に担持させた微生物により生物分解し、その後、担体と汚泥とを分離し、汚泥の排出を行い、さらには担体の回収を行う工程を自動で行いながら清澄な処理水を得る装置を言う。
A bioreactor fluidized bed biological treatment apparatus and a wastewater treatment process performed using the bioreactor fluidized bed biological treatment apparatus in the present embodiment will be described.
In the present specification, the term “bioreactor fluidized bed biological treatment apparatus” refers to biodegradation in a bioreactor tank by microorganisms in which organic substances contained in wastewater are supported on a carrier, and then the carrier and An apparatus that obtains clear treated water while automatically performing the process of separating sludge, discharging sludge, and recovering the carrier.

〔バイオリアクター流動床式生物処理装置〕
図1に、生物処理により生じた汚泥と担体とを分離する工程と、汚泥を系外に排出する工程と、担体を回収する工程とを、自動化して行うバイオリアクター流動床式生物処理装置の一例の概略構成図を示す。
このバイオリアクター流動床式生物処理装置は、排水タンク1、反応・凝集槽2、凝集沈殿槽3、バイオリアクター槽4、循環槽5、汚泥剥離機構6、ブロワー7、汚泥排出機構8、及び汚泥槽9により構成されている。
[Bioreactor fluidized bed biological treatment equipment]
FIG. 1 shows a bioreactor fluidized bed biological treatment apparatus in which a step of separating sludge and a carrier generated by biological treatment, a step of discharging sludge out of the system, and a step of collecting the carrier are automated. The schematic block diagram of an example is shown.
This bioreactor fluidized bed biological treatment apparatus includes a drain tank 1, a reaction / coagulation tank 2, a coagulation sedimentation tank 3, a bioreactor tank 4, a circulation tank 5, a sludge stripping mechanism 6, a blower 7, a sludge discharge mechanism 8, and a sludge. The tank 9 is configured.

排水タンク1には、排水の原液が収容されている。
排水の原液は、配管H1を通じて反応・凝集槽2に送られ、pH調整しつつ、無機凝集剤や高分子凝集剤が添加されて排水中の懸濁浮遊物の凝集処理が行われる。
The drainage tank 1 contains a stock solution of drainage.
The stock solution of the wastewater is sent to the reaction / flocculation tank 2 through the pipe H1, and an inorganic flocculant and a polymer flocculant are added to adjust the pH, and the suspension of the suspended suspended matter in the wastewater is performed.

次に、排水は、配管H2を通じて凝集沈殿槽3に送られ、凝集物の濃縮及び沈殿処理がなされ、沈殿物は、汚泥槽9に送り込まれ、フィルタプレス工程を経て固形ケークとして搬出される。
凝集沈殿槽3を経た後の排水(1次処理水)は、配管H3を通じてバイオリアクター槽4に送り込まれて生物処理がなされる(2次処理)。なお、上記フィルタプレス工程により生じた排水も配管H4を通じてバイオリアクター槽4に送り込まれ、生物処理が行われる。
Next, the waste water is sent to the coagulation sedimentation tank 3 through the pipe H2, and the aggregate is concentrated and settled. The sediment is sent to the sludge tank 9, and is carried out as a solid cake through a filter press process.
The waste water (primary treatment water) after passing through the coagulation sedimentation tank 3 is sent to the bioreactor tank 4 through the pipe H3 and subjected to biological treatment (secondary treatment). In addition, the waste water generated by the filter press process is also sent to the bioreactor tank 4 through the pipe H4, and biological treatment is performed.

図2に、本実施形態におけるバイオリアクター流動床式生物処理装置の一例の要部の概略構成図を示す。
バイオリアクター槽4は、微生物が担持された担体(図示せず)を具備している。担体は、例えば粉砕された活性炭粒子であって、表面には好気性微生物が付着しており、その内側には嫌気性微生物が付着しているものを用いることができる。このような担体を用いることにより、活性炭は排水と接触しながら、有機物等を活性炭表面に付着している微生物で好気性処理するとともに、その内側に付着している微生物で嫌気性処理し、それぞれ効率良く分解が行われる。
バイオリアクター槽4の下部から低流速で排水を循環させるようにすることにより、担体を流動化、自然分級化させることができ、かつ微生物がバイオリアクター槽4の底部で詰まってしまう等の不都合を効果的に回避できる。
さらに、槽底部の有機物高濃度領域で成長した担体付着微生物が、自然分級によって槽上部に浮上して有機物低濃度領域に到達することにより、自己消化が促進され、余剰汚泥の発生が抑制される。
In FIG. 2, the schematic block diagram of the principal part of an example of the bioreactor fluidized bed type biological treatment apparatus in this embodiment is shown.
The bioreactor tank 4 includes a carrier (not shown) on which microorganisms are supported. As the carrier, for example, pulverized activated carbon particles having aerobic microorganisms attached to the surface and anaerobic microorganisms attached to the inside thereof can be used. By using such a carrier, activated carbon is anaerobically treated with microorganisms adhering to the surface of the activated carbon, and anaerobic treatment with microorganisms adhering to the inside while contacting the wastewater, Decomposition is performed efficiently.
By circulating the waste water from the lower part of the bioreactor tank 4 at a low flow rate, the carrier can be fluidized and classified naturally, and microorganisms are clogged at the bottom of the bioreactor tank 4. Can be effectively avoided.
Furthermore, the carrier-adhered microorganisms grown in the organic matter high concentration region at the bottom of the tank float on the top of the tank by natural classification and reach the organic matter low concentration region, thereby promoting self-digestion and suppressing the generation of excess sludge. .

循環槽5には水が入っていて、循環槽5に接続するブロワー7により空気が導入されている。
このため、この循環槽5内の水には酸素が飽和状態近くまで溶解するようになされている。
循環槽5を経た酸素が溶解した排水は、ポンプP1の稼動により、循環槽5から配管H5を通じてバイオリアクター槽4に槽下部から導入される。また、バイオリアクター槽4の槽上部からは、配管H6を通じて循環槽5へと排水が導入するようになされている。
これによりバイオリアクター槽4と循環槽5との間で排水の循環がなされる。
The circulation tank 5 contains water, and air is introduced by a blower 7 connected to the circulation tank 5.
For this reason, oxygen is dissolved in the water in the circulation tank 5 to near saturation.
The wastewater in which oxygen dissolved through the circulation tank 5 is dissolved is introduced from the bottom of the tank into the bioreactor tank 4 through the pipe H5 from the circulation tank 5 by the operation of the pump P1. Further, drainage is introduced from the upper part of the bioreactor tank 4 into the circulation tank 5 through the pipe H6.
As a result, the waste water is circulated between the bioreactor tank 4 and the circulation tank 5.

本実施形態のバイオリアクター流動床式生物処理装置においては、バイオリアクター槽4と循環槽5とを独立して設け、バイオリアクター槽4内で曝気を行わない構成となっているため、バイオリアクター槽4内はエア攪拌が無い穏やかな環境となり、多種多様の微生物が生息でき、食物連鎖が活発化し、余剰汚泥の発生が抑制される。   In the bioreactor fluidized bed biological treatment apparatus of this embodiment, the bioreactor tank 4 and the circulation tank 5 are provided independently, and aeration is not performed in the bioreactor tank 4. Inside 4 is a calm environment without air agitation, where a wide variety of microorganisms can inhabit, the food chain is activated, and the generation of excess sludge is suppressed.

汚泥剥離機構6は、前記バイオリアクター槽4に配管H7を介して連通している。
汚泥剥離機構6は、上記バイオリアクター槽4による生物処理後、汚泥と担体とを収容するための所定の槽と、汚泥と担体を吸引し攪拌する機能を有する攪拌手段と、を備えている。攪拌手段は、担体を壊すことなく 汚泥と担体の混合物を、せん断力で分離する機能を具備していれば特に限定されるものではなく、例えば攪拌羽が適用できる。
汚泥剥離機構6の具体例としては遠心ポンプが挙げられる。
The sludge peeling mechanism 6 communicates with the bioreactor tank 4 through a pipe H7.
The sludge peeling mechanism 6 includes a predetermined tank for storing the sludge and the carrier after the biological treatment by the bioreactor tank 4 and a stirring means having a function of sucking and stirring the sludge and the carrier. The stirring means is not particularly limited as long as it has a function of separating the mixture of sludge and the carrier with a shearing force without breaking the carrier. For example, a stirring blade can be applied.
A specific example of the sludge peeling mechanism 6 is a centrifugal pump.

汚泥排出機構8は、前記汚泥剥離機構6と配管H8を介して連通しており、バイオリアクター槽4と配管H9を介して連通している。
汚泥排出機構8は、例えば直径500mmの円筒形状の汚泥分離槽を具備しており、この汚泥分離槽において汚泥剥離機構6から配管H8を通じて送り込まれた汚泥と担体とを収容し、かつ沈降分離がなされる。
汚泥排出機構8は、担体をバイオリアクター槽4に配管H9を通じて返送する担体返送手段(図示せず)例えばバルブと、汚泥を汚泥分離槽外に所定の配管を通じて送出する汚泥送出手段(図示せず)例えばバルブを具備している。
The sludge discharge mechanism 8 communicates with the sludge stripping mechanism 6 via the pipe H8, and communicates with the bioreactor tank 4 via the pipe H9.
The sludge discharge mechanism 8 includes, for example, a cylindrical sludge separation tank having a diameter of 500 mm. In this sludge separation tank, the sludge and the carrier fed from the sludge separation mechanism 6 through the pipe H8 are stored, and sedimentation separation is performed. Made.
The sludge discharge mechanism 8 is a carrier return means (not shown) for returning the carrier to the bioreactor tank 4 through the pipe H9, for example, a valve, and a sludge delivery means (not shown) for sending the sludge outside the sludge separation tank through a predetermined pipe. ) For example, a valve is provided.

汚泥排出機構8は、汚泥分離槽内で沈降した担体の界面を検知する機能を有する担体検知手段10を具備していることが好ましい。汚泥分離槽内における担体の界面検出を行うことにより担体沈積量を知ることができ、担体返送手段によるバイオリアクター槽4への担体返送のタイミングの制御が容易となり、作業効率が向上する。   The sludge discharge mechanism 8 preferably includes a carrier detection means 10 having a function of detecting the interface of the carrier that has settled in the sludge separation tank. By detecting the interface of the carrier in the sludge separation tank, the amount of carrier deposition can be known, the control of the carrier return timing to the bioreactor tank 4 by the carrier return means is facilitated, and the working efficiency is improved.

担体検知手段10としては、超音波振動計、例えば音叉式センサが挙げられる。
音叉式センサを用いて担体界面を検知する工程について、図3及び図4を示して説明する。
先ず、予め音叉式センサを、振動部の先端が担体の沈積によって界面が到達する所望の位置に配置しておく。
担体が十分に沈積していない状態、すなわち担体界面が音叉式センサの振動部の先端位置に到達していない状態においては、振動部の振動が妨げられないため図3に示すように、自由振動波形が検出される。
一方、担体が十分に沈積した状態となると、担体界面が音叉式センサの振動部の先端位置を超えた高さに到達し、振動が妨げられるため、図4に示すように、振動波形が検出されなくなる。
このように、音叉式センサの振動波形を検出することにより、担体沈積量を検知することができる。
Examples of the carrier detection means 10 include an ultrasonic vibrometer, for example, a tuning fork type sensor.
The process of detecting the carrier interface using the tuning fork type sensor will be described with reference to FIGS.
First, the tuning fork type sensor is arranged in advance at a desired position where the interface reaches the tip of the vibrating part due to the deposition of the carrier.
In a state where the carrier is not sufficiently deposited, that is, in a state where the carrier interface does not reach the tip position of the vibration part of the tuning fork type sensor, the vibration of the vibration part is not hindered, as shown in FIG. A waveform is detected.
On the other hand, when the carrier is sufficiently deposited, the carrier interface reaches a height exceeding the tip position of the vibration part of the tuning fork type sensor and the vibration is hindered, so that the vibration waveform is detected as shown in FIG. It will not be done.
Thus, the carrier deposition amount can be detected by detecting the vibration waveform of the tuning fork type sensor.

本実施形態におけるバイオリアクター流動床式生物処理装置においては、汚泥剥離機構6による汚泥及び担体の吸引、汚泥排出機構8への導入、汚泥排出機構8における担体界面の検出と汚泥の排出が自動で行われる機構を有している。
例えば、バイオリアクター槽4で生成した汚泥が所定量に達したとき、汚泥剥離機構6を稼動させる所定の駆動信号が送信されるようになされており、汚泥剥離機構6において攪拌分離された汚泥と担体とを汚泥排出機構8に導入し、かつ汚泥排出機構8において担体検知手段10が稼動し、その検知結果に応じて担体返送手段と汚泥送出手段とが稼動する所定の動作信号が送信するようになされているものとすることができる。
In the bioreactor fluidized bed biological treatment apparatus in this embodiment, the sludge and the carrier are sucked by the sludge peeling mechanism 6, introduced into the sludge discharge mechanism 8, the detection of the carrier interface and the sludge discharge in the sludge discharge mechanism 8 are automatically performed. It has a mechanism to be performed.
For example, when the sludge generated in the bioreactor tank 4 reaches a predetermined amount, a predetermined drive signal for operating the sludge stripping mechanism 6 is transmitted, and the sludge stirred and separated in the sludge stripping mechanism 6 and The carrier is introduced into the sludge discharging mechanism 8, and the carrier detecting means 10 is operated in the sludge discharging mechanism 8, and a predetermined operation signal for operating the carrier returning means and the sludge sending means is transmitted according to the detection result. It can be assumed that

〔排水処理工程〕
次に、本実施形態におけるバイオリアクター流動床式生物処理装置を用いた排水処理工程について、図2の装置要部の概略図を参照して説明する。
なお、以下においては主に、図1中に示した反応・凝集槽2、凝集沈殿槽3における処理を経た排水(1次処理水)に対する2次処理以降の工程を説明する。
[Wastewater treatment process]
Next, the waste water treatment process using the bioreactor fluidized bed biological treatment apparatus in the present embodiment will be described with reference to the schematic view of the main part of the apparatus in FIG.
In the following, the steps after the secondary treatment for the waste water (primary treated water) that has undergone the treatment in the reaction / coagulation tank 2 and the coagulation sedimentation tank 3 shown in FIG. 1 will be mainly described.

1次処理水は、配管H5を通じてバイオリアクター槽4に送り込まれ、ここで担体に担持された微生物による生物分解、すなわち、BOD成分除去、窒素除去、リン除去、汚泥の自己消化や捕食、汚泥のフロック化(生物凝集)を行う。バイオリアクター槽4においては、目的とする処理対象に応じて形態や運転条件を適宜選定できるものとし、例えば、BOD成分除去が主目的である場合には、好気工程を主とした運転条件とすることができ、窒素やりんを除去することを目的とする場合には、嫌気工程を主とした運転条件とすることができる。   The primary treated water is sent to the bioreactor tank 4 through the pipe H5, where biodegradation by the microorganisms supported on the carrier, that is, BOD component removal, nitrogen removal, phosphorus removal, sludge self-digestion and predation, sludge Flocking (bioaggregation) is performed. In the bioreactor tank 4, the form and operating conditions can be appropriately selected according to the target processing target. For example, when the main purpose is to remove the BOD component, In the case where the purpose is to remove nitrogen and phosphorus, it is possible to use operating conditions mainly including an anaerobic process.

上記生物分解に平行して、バイオリアクター槽4と循環槽5とにおいて配管H5、H6を通じて排水の循環を行う。
循環槽5においては、ブロワー7から導入される空気により、排水に酸素を飽和状態近くまで溶解させ、この酸素溶解水を、配管H5を通じてバイオリアクター槽4の下部から導入する。バイオリアクター槽4の上部からは、配管H6を通じて循環槽5に排水を送り込む。このような排水循環により微生物が活性化し、浄化処理が促進される。
In parallel with the biodegradation, wastewater is circulated in the bioreactor tank 4 and the circulation tank 5 through the pipes H5 and H6.
In the circulation tank 5, oxygen is dissolved in the wastewater to near saturation by the air introduced from the blower 7, and this oxygen-dissolved water is introduced from the lower part of the bioreactor tank 4 through the pipe H <b> 5. From the upper part of the bioreactor tank 4, waste water is sent to the circulation tank 5 through the pipe H6. Such drainage circulation activates microorganisms and promotes purification treatment.

上記のように生物処理後の排水は、配管H6を通じて循環槽5に入り、さらに配管H5を通じてバイオリアクター槽4に向かう酸素溶解水となるが、オーバーフロー分は処理水として配管H11から回収される。
回収された処理水は、所定の水質基準をクリアすることを条件に、そのまま河川等に排出したり、砂濾過等の所定の処理後、例えば工業用水として使用したりする。
As described above, the wastewater after the biological treatment enters the circulation tank 5 through the pipe H6 and further becomes oxygen-dissolved water that goes to the bioreactor tank 4 through the pipe H5, but the overflow is recovered from the pipe H11 as treated water.
The collected treated water is discharged to a river or the like as it is under the condition that a predetermined water quality standard is cleared, or used as industrial water after a predetermined treatment such as sand filtration.

バイオリアクター槽4の生物処理により生成された汚泥と、汚泥が付着している担体を、配管H7を通じて汚泥剥離機構6、例えば遠心ポンプにより吸引し、さらには汚泥剥離機構6の攪拌手段、例えば攪拌羽により攪拌する。この吸引と攪拌によるせん断力によって汚泥を担体から剥離させる。   The sludge produced by biological treatment in the bioreactor tank 4 and the carrier on which the sludge is adhered are sucked by the sludge peeling mechanism 6 such as a centrifugal pump through the pipe H7, and further the stirring means of the sludge peeling mechanism 6 such as stirring Stir with feathers. The sludge is peeled off from the carrier by the shearing force generated by this suction and stirring.

続いて、汚泥と担体を、配管H8を通じて汚泥排出機構8に送り込む。
汚泥は担体よりも比重が軽いため、汚泥排出機構8の汚泥分離槽内で担体が下部に沈降し、汚泥と担体とが分離される。
このとき、担体検知手段10である超音波振動計、例えば音叉式センサにより、担体の界面検出を行い、担体が所望の量、沈積したとき、汚泥排出機構8の底部に配置されている担体返送手段、例えばバルブの開放により担体を配管H9を通じてバイオリアクター槽4へと返送する。また、汚泥排出機構8の壁部の所定の位置に設けられている汚泥返送手段、例えばバルブを開放することにより、配管H10を通じて汚泥を系外へと排出される。
系外へと排出された汚泥は、図1に示す反応・凝集槽2、凝集沈殿槽3で再度の処理がなされ、循環処理が行われる。
Subsequently, the sludge and the carrier are sent to the sludge discharge mechanism 8 through the pipe H8.
Since the specific gravity of sludge is lighter than that of the carrier, the carrier settles down in the sludge separation tank of the sludge discharge mechanism 8 and the sludge and the carrier are separated.
At this time, the interface of the carrier is detected by an ultrasonic vibrometer as the carrier detecting means 10, for example, a tuning fork type sensor, and when the carrier is deposited in a desired amount, the carrier returned to the bottom of the sludge discharging mechanism 8 is returned. The carrier is returned to the bioreactor tank 4 through the pipe H9 by opening a valve, for example. Moreover, sludge is discharged out of the system through the pipe H10 by opening a sludge return means provided at a predetermined position on the wall of the sludge discharge mechanism 8, for example, a valve.
The sludge discharged out of the system is treated again in the reaction / coagulation tank 2 and the coagulation sedimentation tank 3 shown in FIG.

図1及び図2に示した本実施形態におけるバイオリアクター流動床式生物処理装置を用い、汚泥剥離機構6による汚泥の担体からの剥離、及び汚泥排出機構8による汚泥と担体との分離を行った。
汚泥剥離工程前、すなわちバイオリアクター槽4から汚泥剥離機構6に導入される配管H7の位置における担体の状態と、汚泥剥離工程後、すなわち汚泥排出機構8からバイオリアクター槽4に返送される配管H9の位置における担体の状態を観察した。
汚泥剥離機構6としては、新明和工業(株)製 自吸式ポンプ 型番BVR400Sを用いて、電力0.4kW、攪拌羽の回転数3000回転/分、処理量0.1m3/分の条件で、汚泥剥離を行った。
担体検知手段10としては、エンドレス・ハウザー社製 音叉式レベル計 型番FTM51を用いた。
汚泥剥離工程前においては、図5(a)、図6(a)、図7(a)に示すように、担体の周囲に汚泥が付着していたが、汚泥剥離工程後においては、図5(b)、図6(b)、図7(b)に示すように、汚泥が確実に除去された担体が回収された。
また、汚泥の剥離工程による担体の径の減少はわずかであり、実用上問題とならず、多数回繰り返し使用が可能であることが確認された。
The bioreactor fluidized bed biological treatment apparatus in the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2 was used to separate the sludge from the carrier by the sludge peeling mechanism 6 and to separate the sludge and the carrier from the sludge discharge mechanism 8. .
Before the sludge stripping process, that is, the state of the carrier at the position of the pipe H7 introduced from the bioreactor tank 4 to the sludge stripping mechanism 6, and after the sludge stripping process, that is, the pipe H9 returned to the bioreactor tank 4 from the sludge discharge mechanism 8 The state of the carrier at the position of was observed.
The sludge peeling mechanism 6 is a self-priming pump model No. BVR400S manufactured by Shin Meiwa Kogyo Co., Ltd., with a power of 0.4 kW, a stirring blade rotation speed of 3000 rotations / minute, and a throughput of 0.1 m 3 / minute. And sludge stripping.
As the carrier detection means 10, a tuning fork type level meter model number FTM51 manufactured by Endless Hauser was used.
Before the sludge peeling step, as shown in FIGS. 5 (a), 6 (a), and 7 (a), sludge was adhered around the carrier, but after the sludge peeling step, FIG. As shown in (b), FIG. 6 (b), and FIG. 7 (b), the carrier from which sludge was reliably removed was recovered.
In addition, the decrease in the diameter of the carrier due to the sludge stripping process was slight, and it was confirmed that it can be used repeatedly many times without causing any practical problems.

本発明のバイオリアクター流動床式生物処理装置は、下水やし尿等の公共排水、食品や化学等の産業排水、及び湖沼や河川等の環境浄化等を行う装置として、産業上の利用が可能である。また、処理水は河川等に放流できるだけでなく、車両洗浄などの再生水として利用可能である。   The bioreactor fluidized bed biological treatment device of the present invention can be used industrially as a device for performing public wastewater such as sewage and human waste, industrial wastewater such as food and chemicals, and environmental purification such as lakes and rivers. is there. The treated water can be used not only for discharging into rivers and the like but also as reclaimed water for vehicle washing.

1 排水タンク
2 反応・凝集槽
3 凝集沈殿槽
4 バイオリアクター槽
5 循環槽
6 汚泥剥離機構
7 ブロワー
8 汚泥排出機構
9 汚泥槽
10 担体検知手段
100 バイオリアクター槽
101 循環槽
102,104 配管
105 ブロワー
108 ポンプ
110 作業者
111 ノズル
112 堆積物
H1,H2,H3,H4,H5,H6,H7,H8,H9 配管
P1 ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drain tank 2 Reaction / coagulation tank 3 Coagulation sedimentation tank 4 Bioreactor tank 5 Circulation tank 6 Sludge peeling mechanism 7 Blower 8 Sludge discharge mechanism 9 Sludge tank 10 Carrier detection means 100 Bioreactor tank 101 Circulation tank 102, 104 Piping 105 Blower 108 Pump 110 Worker 111 Nozzle 112 Deposit H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7, H8, H9 Piping P1 Pump

Claims (2)

排水を浄化処理するバイオリアクター流動床式生物処理装置であって、
微生物が担持された担体を具備するバイオリアクター槽と、
前記バイオリアクター槽と連通し、攪拌手段を具備する遠心ポンプである汚泥剥離機構と、
前記汚泥剥離機構及び前記バイオリアクター槽と連通し、汚泥と担体を収容、分離する汚泥分離槽、担体をバイオリアクター槽に返送する担体返送手段及び汚泥を汚泥分離槽外に送出する汚泥送出手段を具備する汚泥排出機構と、を有し、
前記汚泥排出機構においては、前記汚泥分離槽において前記担体を前記汚泥と沈降分離し、前記分離した汚泥を前記汚泥分離槽外に送出しながら、前記担体の沈積量の検出を行い、前記担体返送手段による前記バイオリアクター槽への担体返送のタイミングの制御を行う、
バイオリアクター流動床式生物処理装置。
A bioreactor fluidized bed biological treatment device for purifying wastewater,
A bioreactor tank comprising a carrier carrying microorganisms;
A sludge stripping mechanism that is in communication with the bioreactor tank and is a centrifugal pump equipped with stirring means;
A sludge separation tank that communicates with the sludge peeling mechanism and the bioreactor tank, and contains and separates sludge and a carrier, a carrier return means for returning the carrier to the bioreactor tank, and a sludge delivery means for sending the sludge out of the sludge separation tank. possess and sludge discharge mechanism comprising, a,
In the sludge discharge mechanism, the carrier is settled and separated from the sludge in the sludge separation tank, and the deposited amount of the carrier is detected while the separated sludge is sent out of the sludge separation tank, and the carrier is returned. Controlling the timing of carrier return to the bioreactor tank by means,
Bioreactor fluidized bed biological treatment equipment.
前記汚泥排出機構は、前記汚泥分離槽内の担体の界面を検知する担体検知手段を具備し
おり、当該担体検知手段が、音叉式センサである請求項1に記載のバイオリアクター流動床式生物処理装置。
2. The bioreactor fluidized bed organism according to claim 1, wherein the sludge discharge mechanism includes carrier detection means for detecting the interface of the carrier in the sludge separation tank, and the carrier detection means is a tuning fork type sensor. Processing equipment.
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